作者: 辛军 | 2016-09-09 16:56

模块组合式屋顶绿化新技术

屋顶绿化是当前城市建设的一大亮点，它不仅可以有效地改善城市生态环境，提高城市土地的有效利用率，增加城市绿地面积，改善建筑能耗，有效吸附城市上空悬浮污染物，净化空气，为人们营造一个生态、舒适的生活空间。它也是我国海绵城市建设的基本要求，可以有效地吸收、蓄积和利用雨水，加快迟滞雨水的排放，减轻市政管网雨洪排放的压力。它还可以成为城市生态农业，生态观光等新的经济亮点。

我国的屋顶绿化起始于本世纪初，为迎接北京奥运会，在北京进行了屋顶绿化的试点及推广，其后的上海世博会将屋顶绿化推向了新的阶段。随着习主席“美丽中国”建设生态国家的宏伟目标的提出，城市低影响开发的海绵城市建设全面铺开，国内许多城市都出台了屋顶绿化的政策及实施办法，上海、北京、深圳等城市还通过立法对屋顶绿化在城市绿化条例中予以确认，屋顶绿化建设的高潮已经到来。

屋顶绿化的技术渊源于古巴比伦的空中花园，经不断的改进发展，形成了以德国为代表的当代屋顶绿化技术。我国目前屋顶绿化技术JGJ155-2013《种植屋面技术规程》基本上就是借鉴了德国的FRR技术标准。

我国现行的屋顶绿化技术是采取分层施工的工艺来实施屋顶绿化的，即用防水、阻根、蓄水、排水、隔离过滤及水泥砂浆和种植基质等材料在建(构)筑物上来构造人工绿化基盘，实现绿化效果。该技术的优点是可以将地面的景观效果复制到建(构)筑物上(前提是建(构)筑物必须满足荷载要求)，可以种植多种植物，可以修筑楼台亭阁，可以构建立体景观。该技术是目前国内外屋顶绿化市场的主流技术。

现行的屋顶绿化分层施工技术虽然具有一定的优势，十分适宜大型的基面条件较好的新建建筑的屋顶绿化项目，但在既有建筑上实施时有一些限制性因素，主要表现在以下几个方面：一是对建(构)筑物实施基面有着严格的要求，基面的平整度、无尘率、含水率都必须符合要求;二是对所使用的材料有严格的规定，尤其是防水、阻根材料都必须有相应的检测报告;三是必须由具备相应资质的专业防水企业施工。在实际操作时还经常受到气候、工期等因素的影响，任何一个环节稍有不慎极易产生工程质量隐患，一旦发生渗漏必然推倒重做。由于该技术基本是手工操作，用工多、工时长，在国内的人工成本一直在较快增长的情况下，导致该技术的综合造价在日益增高。

模块式屋顶绿化是近几年发展起来的新技术，起源于美国，美国人将植物种植在容器里，再搬运至屋顶组合成绿地，称之为“一夜造绿”法，具有代表性的是北京奥运会主场馆“鸟巢”的足球场草坪项目。经不断的研发改进，模块式屋顶绿化技术已逐步形成了屋顶绿化的一个新技术领域，市场的认可度也越来越高。

模块式屋顶绿化技术是借鉴了容器种植植物的原理，利用了容器在隔根好、蓄水多、安全性好、施工方便、管养简单及维护容易等方面的特点，用N个容器在屋顶上来构建成片的屋顶绿化效果，与传统的屋顶绿化分层施工相比，模块式屋顶绿化技术在既有建筑上实施简易(草坪)式屋顶绿化项目上具有十分明显的优势，现行市场流行的屋顶绿化容器尚有一些不足，一是容器边暴露在外(尤其是施工一段时间，容器内基质沉降后)，受阳光紫外线影响，老化变形，使用寿命短。二是种植基质受容器高度限制，植物选择单一，仅能实作一些简易式屋顶绿化项目，无法同时种植多种植物，安装景观设施，构建立体景观效果。

深圳风会云合生态环境是从事生态环境技术研发的创新型企业，在建筑立体绿化领域率先研发了多项新技术、新产品，多功能屋顶绿化装置是公司的核心技术产品之一，该技术从2002年开始研发，于2008年6月25日申请了国家发明专利，2010年9月22日获得国家知识产权局授权，专利号：ZL20081 0106941.8。

多功能屋顶绿化装置是屋顶绿化领域中一项创新技术，它是将屋顶绿化传统的分层施工技术的优点和模块式屋顶绿化技术的优点相融合。将德国的“生态工法”(Ecological Engineering Methods)概念与我国古代“天人合一”的园林营造理念与现代的建筑相结合，经三代技术产品改进而逐步定型的屋顶绿化技术。该技术已入编【深圳市保障性住房标准化系列化设计研究课题成果】(中国建筑工业出版社ISBN 978-7-112-16903-0)。参编【深圳市既有建筑屋顶绿化模块化技术指引】。

多功能屋顶绿化装置借鉴了花盆种植植物的原理，采用国际通用的建材规格(150的倍数)标准，(600*600mm)，在施工时能与建(构)筑物很好的装配结合，可在装配式建筑施工时可与建筑主体装配同步构建屋顶绿化基盘。

多功能屋顶绿化装置采用环保可回收利用的聚丙烯(PP)材料制造，可依据客户需求调整材料配方(如高抗压、高耐冲、阻燃等)产品实现了工厂标准化生产，可严格控制质量，满足客户需求。

多功能屋顶绿化装置底部设有三角形布局的高抗压圆锥型底脚，组合安装在建(构)筑物上后呈架空状态，隔绝了种植基质，植物与水份和建(构)筑物基面的接触，确保建(构)筑物的长久安全，该架空的构造也具有更好的隔热效果;

图1 单个模块和组合图

多功能屋顶绿化装置结构设计简单合理，每平方米重量仅6.5公斤，使用人工轻型种植基质(10cm厚)时每平方米重量小于80公斤。该装置施工时对建(构)物施工基面无特殊要求，只要基面完好不渗漏就可以施工，小到一平方，大到几百上千平方均可随意组合安装，施工简单方便，一个经简单培训的工人一天(8小时)可安装100m2,比传统技术节省80%工时，在既有建筑的屋顶绿化项目中有得天独厚的优势。

多功能屋顶绿化装置内设计了仿农田沟渠原理的纵横相通的渗排水系统，并首创了容器式屋顶绿化基质表层滴漏式排水(检查)管，可确保在极端气候暴雨时及时快速地排除积水，避免因屋顶绿化排水不畅造成屋顶瞬间荷载增加对屋顶带来安全隐患。该装置参照国际通用标准，充分利用了容器蓄水的优点，可最大限度的蓄积利用雨水，每一百平方米组合容器可蓄积利用雨水3.2m3,一次足量的雨水蓄积可保障植物20-25天(不同季节)需要，比传统的屋顶绿化技术节水80%。该装置还具有渗灌功能设计，仅需加装一根进水管就可以完成灌溉工作，这种灌溉方法保障了每个容器下部均衡等量地受水，充分满足植物根系需要，也避免了因上部灌溉致水分蒸发的损失。

多功能屋顶绿化装置采取独有的埋置法工法，组合后形成一个无缝连接的多功能平台，用另外构建围挡的工法(可用防腐木、砼砌块、塑料板、金属板等)来控制内置种植基质的厚度，如围挡35cm高，种植基质就可做到30cm厚，还可构建丘陵状的地形，满足多种植物同时种植的需要，容器内特殊的设计还可浇灌混凝土基础，方便安装楼台亭阁、假山棚架、园路等园林景观设施，埋置在基质底部的容器不受阳光紫外线影响，使用寿命大于15年。

图2 园博园施工图和成景图

多功能屋顶绿化装置后期维护轻松方便，正常情况下，只需20天左右实施一次灌溉，如加装智能灌溉系统，在装置内种植基质到设定的湿度值时，便可自动开启灌溉系统实施灌溉，若种植植物需要施肥，亦可通过灌溉系统将水融性肥料渗灌至种植基质底部。装置为标准规格，如有损坏仅需将损坏的容器从种植基质中取出，再更换一个相同规格的容器即可。

多功能屋顶绿化装置的基本功能是在将一个复杂繁琐的传统屋顶绿化技术简单化，通过组合安装在建(构)筑物上，构建一个多功能的植物种植基盘(空中造田)，使地面的景观轻松复制到空中，使大规模实施屋顶绿化变得简单可行，也使蔬菜、水果、等经济作物种上屋顶，开拓都市农业新途径。该技术是建设生态城市，改善生活环境，节能降耗技术领域的一项具有广泛市场推广前景的创新技术。

多功能屋顶绿化装置设计了有完善可行的雨水收集利用系统，在充分利用雨水实施屋顶绿化，节约大量水资源的同时，可以将多余的雨水收集再利用。是海绵城市建设技术系列中大量的既有建筑实施绿色屋顶，实现雨水渗、滞、滤、净、用、排目标的有力技术保障。

多功能屋顶绿化装置可以实施按设计需要的有组织排水路径，在实施屋顶绿化的同时,可在种植基质中添加吸附、过滤(如陶粒、沸石、活性炭、石英石等)材料，种植一些喜湿的、能处理污水的植物，养殖一些(蚯蚓类)生物，对城镇的微污染生活(如学校、政府机关、宾馆、酒店等经营性场所)用水使用该技术系统在实施屋顶绿化、雨水收集的基础上，再增加污水处理的功能，在源头上实现污水处理，可实现微污染水净化后成为中水，用于清洗、植物灌溉等循环利用。